Устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов Советский патент 1985 года по МПК G01R27/02 

:л

У1

эо Изобретение относится к электроиз мерительной технике, в частности к измерению электромагнитных постоянны времени обмоток электромагнитньпс ме ханизмов, и может быть использовано для определения постоянных времени обмоток электрических машин, реле, аппаратов, приборов и т о п. По основному авт, св. № 1029103 известно устройство для определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов, содержащее первый амперметр, соединенньй с втор клеммой источника питания постоянног тока, последовательно включенные резистор, переменный резистор, второй выход которого подключен к первому неподвюкному контакту первого перекл чателя, подвижный контакт которого соединен с первой клеммой источника питания постоянного тока, второй переключатель, первый неподвизкньй контакт которого соединен с выводом второго амперметра, электромагнитное реле 5 контакты которого являются кон тактами второго переключателя, а его обмотка управления через диод подклю чена к клеммам источника переменного тока,, при -этом первая выходная клемм соединена с вторым неподвижным конта том первого переключателя, а вторая с первьЕ выводом переменного резис™ тора PI . Недостатками известного устройства являются сравнительно большие погрешность и трудоемкость определения постоянной времени, определяемые необходимостью измерения четырех параметров реж1-1ма работы измеряемой обмотки и вычисления по ним достоян™ ной времени по весьма формуле методом пссладовательных приближений илк графическим способом. Цель изобретения - снилсение погрешности и трудоемкости определе™ ник постоянкых времени. Поставленная цель достигается тем, что в устройство дпя определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов;, содержащее первый амперметр, соединенный с второй источника питания постоянного тока, последовательно включенные резистор, переменный резистор, второй вывод которого под™ ключен к первому нeпoдвижlioмy контак ту первого переключателя, подвижный контакт которого соединен с первой клеммой источника питания постоянного тока, второй переключатель, первый неподвижный контакт которого соединен с выводом второго амперметра, электромагнитное реле, контакты которого являются контактами второго переключателя, а его обмотка управления через диод подключена к клеммам источника переменного тока, при этом первая выходная Knet-o-ia соединена с вторым неподвижньц.1 контактом первого переключателя, а вторая с первым выводом переменного резистцра, дополнительно введены парахшель но соединенные первый выключатель и переменный конденсатор, одна обкладка которого соединена с первой клеммой источника питания постоянного тока, вторая - с подвшкным контактом второго переключателя, последовательно соединенные второй выключатель и второй переменный резистор, включенные меяеду вторьцу неподвижным контактом второго переключателя и вторьзм выводом первого амперметра, третий переключатель, первьш и второй неподвижные контакты которого подключены к вторь выводам соответстзенно первого и второго а тарметpoBj, а подв1гжный контакт к второму выводу резистора, третий выкл счатель включенный между вторьм выводом второго амперметра и второй выходной клеммой устройства. На чертеже изображена схема устройства. Устройство содерха т выходные кленмы 1 и 2, к которым подключают измеряемые обмотки 3j и переменный резистор А, соединенные с источниког. питания постоянного тока Через амперметр 5, резистор 6 и контакты переключателей 7 (7,1, 7,2, 7.3) и 8 (б.Ь 8,2, 8.3) со среднш-j положением. Меледу первой кл. источника литания и второй выходной клеммой 2 включена короткозамыкающая цепь, содержащая амперметр 9,, выключатели 10 р; 1 t и контакты реле 12 (12«1э 12,2. ), обмотка управления которого через диод 13 подключена к источнику переменного тока. Между первой клемморЧ источника питания постоянного тока и подвижным контактом 12.1 реле параллельно -выключателю 10 включен перемен ный конденсатор 14 (магазин ег-псостейл Общая точка второго вывода амперметра 9 и вьшода выключателя 11 соедийена с неподвижным контактом 8.3 переключателя 8. Между неподвижным контактом 8.2 переключателя 8, соеди ненным с амперметром 5, и вторым неподвижным контактом 12.3 реле 12 включены последовательно соединенные второй переменный резисто э 15 и выключатель 16. При подаче в обмотку управления реле переменного или пуль сирующего напряжения заданной частоты контакты реле 12 периодически замыкаются и размыкаются и при соответ ствующих положениях контактов переключателей 7, 8 и выключателей 10, 11 и 16 в цепи амперметра 9 протекае пульсирующий ток с периодом Т и длительностью импульсов t, определяемой временем замкнутого состояния контактов 12.1 и 12.2 реле 12. При замкнутых контактах выключателей 10 и 11, разомкнутых контактах выключателя 16, замкнутых контактах 7.1 и 7.2 переключателя 7 и замкнутых контактах 8.1 и 8.2 переключателя 8 про исходит периодическое замыкание накоротко подключенного к источнику пи тания постоянного тока через резистор 6 первого переменного резистора При этом в короткозамьжающей цепи протекает импульсный ток прямоугольной формы. Максимальное значение импульсного тока 1;,и с учетом сопротивления короткозамьжающей цепи определяется следующим образом: .R. «а , где RT - активное сопротивление резистора 6; R - активное сопротивление короткозамыкающей цепи; R иRP - активные сопротивления первого и второго переменных резисторов; и - напряжение источника питани постоянного тока. При замкнутых контактах выключате лей 10 и 11, разомкнутых контактах выключателя 16 и замкнутых контактах 7.1, 7.2 переключателя 7 и 8.1, 8.2 переключателя 8 происходит периодическое замыкание накоротко подключенной к источнику питания постоянно го тока через резистор 6 измеряемой обмотки 3. В случае импульсы то ка в короткозамыкающей цепи имеют форму, отличную от прямоугольной за счет протекания через эту цепь свободной составляющей тока. Мгновенное значение тока в короткозамыкающей цепи в этом случае будет равно сумме принужденного и свободного токов Ч пр ICB IMO- об. С2) где 1ддо - принужденное значение тока в короткозамьжающей цепи при подключенной к источнику питания обмотки 3; 1 - начальное значение тока в короткозамыкающей цепи. Принужденное значение тока I ,Q в короткозамыкающей цепи гцИ замыкании накоротко подключенной к источц.ику питания постоянного тока обмотки 3 будет равно максимальному значению тока в этой цепи npi: подключенном к источнику питания постоянного тока первом переменном резисторе 4 при его активном сопротивлении, равным активному сопротивлен1да измеряемой обмотки, т.е. при Rp.Ro, 1,5 1,р Начальное значение свободной составляющей тока 1 в выражении (2) равно установившемуся значению тока в обмотке 3 при отключенной от цепи питания короткозамыкающей цепи I „и ,3) RO - Э в соответствии с (1) - (3) при RP RQ и при условии, что ток в измеряемой обмотке достигает своего установившегося значения I перед очередным замыканием контактов 12.1 и 12,2 реле 12, среднее значение свободной составляющей тока 1. , зависящее от величины постоянной времени обмотки 3, будет равно разности средних значений токов Ij и в цепи амперметра, при подключенных к источнику питания постоянного тока первом переменном резисторе 4 (1р) к измеряемой обмотке 3 (1)5 . ,V -ч/t ,г ,v VTJVe ltyt4i- V. разомкнутых контактах выключателей 10 и 11, замкнутых контактах выключателя 16, замкнутых контактах 7.1, 7.2 переключателя 7 и 8.1, 8.2 переключателя 8 происходит периодические заряд переменного конденсатора 14 через второй переменный резис .тор 15 и его последующий разряд через первый переменный резистор 4 и резистор 6 (RJ, ЕЗ). При этом среднее значение тока раз ряда конденсатора, протекающего через амперметр 9, определяется следующим образом: .() Среднее значение тока разряда конденсатора (5) зависит от параметров 1«, ta, Т и от величины постоянной времени цепи2 .равной произведению емкости конденсатора на величину со противления (Кд + %) этой цепи. При определенном С Со можно обеспечить равенство (4) и (5) c(af с(с)- IR Использование в устройстве одних и тех же резисторов (R, Кд и Rg) и одного реле для поочередного периодического замыкания накоротко измеряемой обмотки, переменного резистора 4 и переменного конденсатора обес печивают равенство начальных токов ID и длительности замыкания накоротк указанных элементов tg. При одинаковых , и t разряда из меряемой обмотки и конденсатора и соблюдении равенства (6) в соответстВИИ с (4) и (5) искомая постоянная времени будет равна ГвГ-Г (C+D с ) Такю образом, получаемая на устро тве величина равна постоянной вр ме1Ш эквивалентного апериодического звеня 1-го порядка (цепь R - С), кри вая разрядного тока кото-рого I5(t) ограничивают такую же площадь, что и кривая свободной составляющей тока In(t) измеряемой обмотки Ix/c/ Определение постоянной времени на предлагаемом устройстве возможно без существенного увеличения погрещности проводить и в случае, если ток в измеряемой обмотке не достигает свое го установивщегося значения перед очередным замыканием ее накоротко. Выполнение этого условия является обязательным при работе с устройством-прототипом. Это обеспечивается при выборе величины сопротивления резистора 15, равной сопротивлению резистора 4 и измеряемой обмотки (RP,, Rp2 Ни). При равенстве этих сопротивлений и постоянных времени разряда (Гй процессы установления тока в измеряемой обмотке и напряжения на конденсаторе происходят с одинаковой скоростью3(о)-Ко1 При этом обеспечивается равенство начальных значений токов разряда измеряемой обмотки и конденсатора, равенство (4) и (5) и справедливость формулы (7) и для рассматриваемого случая. Благодаря этому по крайней мере на порядок увеличивается диапазон измеряемых на устройстве постоянных времени (до 5 - 10с). Использование изобретения позволит в 1,5-2 раза снизить погрешность и трудоемкость определения постоянной времени обмоток электромагнитных механизмов. Это обеспечивается благодаря уменьшению числа измеряемыхпараметров (t. Т, 1) и прямому расчету постоянной времени по простейшей формуле. Использование изобретения позволит, кроме того, увеличить диапазон измеряемых ь по крайней мере на порЯ док (до 5-10 с) по сравнению с прототипом, так как при равенстве сопротивления цепи заряда конденсатора и сопротивления резистора 4 и измеряемой обмотки может не вьшолняться условие достижения зарядного тока обмотки его установившегося значения перед очередным замыканием обмотки накоротко. Снижение погрешности и трудоемкости определения элементов электроприводов и следящих систем повьшенной точности (микродвигателей, реле, электромагнитов, датчиков и т.п.) обеспечит более высокую точность построения этих систем и поэлементного их контроля.

УСТРОЙСТВО ДДЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПОСТОЯННОЙ ВРЕМЕНИ ОБМОТОК ЭЛЕКТРОМАГНИТНЫХ МЕХАНИЗМОВ по авт.св. № 1029103, отличающееся тем, что, с целью снижения погрешности и трудоемкости определения постоянных времени, в него введены параллельно соединенные первый вьжлючатель и переменный конденсатор, одна обкладка которого соединена с первой клеммой источника питания постоянного тока, вторая - с подвижным контактом второго переключателя, последовательно соединенные второй выключатель и второй переменный резистор, включенные между вторым неподвижным контактом второго переключателя и вторым вьшодом первого амперметра, третий переключатель, первый и второй неподвижные контакты которого подключены к вторым вьшодам соответственно первого и второго амперметров, а подвижный контакт - к второму вьгооду резистора, третий выключатель, вклюi ченный между вторым выводом второго амперметра и второй выходной клеммой (Л устройства.